盛夏7月,暑氣蒸騰。在撫順礦區西舍場300MW光伏發電場,綿延近萬畝的光伏“矩陣”正將陽光轉化為源源不斷的電能。在很多人看來,夏季光照充足,理應是光伏轉化率最高、發電量達到峰值的季節。然而,事實并非如此。撫礦集團供電部主任王元施說:“其實,3月和10月才是光伏發電的‘黃金期’。”
一組數據印證了這一說法:2024年3月,西舍場光伏發電場的發電量達到4785萬千瓦時,10月高達4009萬千瓦時。而在普遍被認為是發電旺季的7月,發電量卻僅為3620萬千瓦時,與冬季發電量差不多,較春秋季低約15%至20%。
為何會出現這種反差?答案要從光伏發電的基本原理——“光生伏特效應”說起。簡單來說,光子撞擊半導體材料,激發電子流動,從而實現光能到電能的轉化。而在這一過程中,陽光的直射程度,成為決定能量轉化效率的關鍵因素。
在光伏板陣列前,王元施俯身比畫著板面角度:“撫順地處北緯41°14′至42°28′之間,光伏板與水平面36度的傾角,是根據精度建模計算出的最佳角度。”他解釋,根據 “光生伏特效應”原理,陽光直射板面時效率最高。春秋季節,陽光與板面夾角接近90度的時長更長,發電效率達全年峰值;而夏季陽光直射地面的時長變長,與36度傾角的光伏板的夾角變小,光能利用率反而下降。“就像用放大鏡聚光,角度越垂直,光斑越集中,能量越強。”夏季多陰雨、大霧天氣,看似日照充足,實際有效光照時長卻大打折扣,這也直接影響了發電效率和發電量。
除了光照角度,光伏發電效率還與空氣通透度緊密相關。“霧霾天、較厚的云層就像給陽光裝上了濾鏡,會削弱光照強度。”王元施表示,空氣中的沙塵等懸浮顆粒也會降低光照強度。近年來,撫順市大力推進大氣污染治理,隨著空氣質量優良天數比例不斷提升,也間接提高了光伏發電效率。為了減少場區內的揚塵,光伏場職工還在光伏板下種植耐陰作物,固沙減塵、改良土壤。
光伏板的清潔度同樣是影響光伏發電的重要因素——光伏板越干凈、無遮擋,發電效率就越高。綿延萬畝、總計60萬塊的光伏板,如何保持清潔?“靠人工擦,成本太高。”王元施介紹,春夏季依靠雨水沖刷實現自動清潔;冬季,光伏板工作發熱融化積雪,利用重力將灰塵一并帶走,大幅降低人工維護成本。實驗顯示,清潔的板面較積塵狀態下,發電效率可提升5%左右。
“很多人覺得天越熱發電越多,其實也是誤區。”王元施說,除極端天氣情況下,氣溫對光伏發電效率影響較小,極端高溫還會讓半導體 “罷工”,降低轉化效率。
責任編輯: 張磊